存在关节限位的冗余机械臂逆运动学研究

针对冗余机械臂求逆解时由于关节限位造成关节角度可能取到危险位置的问题,以七自由度冗余机械臂为研究对象,提出一种躲避关节限位的逆运动学求解智能算法。首先,在机械臂正运动学方程的基础上引入最佳柔顺性优化约束条件,构建优化目标函数;其次,引入人工势场法对灰狼优化算法狼群初始化位置进行改进,并且非线性化灰狼优化算法的收敛因子;最后,采用MATLAB软件进行求逆解仿真。仿真结果表明,改进灰狼优化算法可以有效减小机械臂求逆解时取得的关节角度与零角度的差值,相比传统灰狼优化算法,该差值之和平均减小了35.31%,而且改进灰狼优化算法具有较高求解精度和较强收敛性,可以满足实际工作中机械臂求逆解的使用要求。     

一种JCO成形压下量计算的改进方法

针对大型直缝焊管JCO成形过程中难以准确得到压下量的难题,文中提出了一种根据计算折弯角的大小来计算压下量的方法。其关键为：在考虑预弯和最终成形具有一定开口的前提下,对每一道次的折弯角进行分配,通过理论分析给出每一道次折弯角的计算公式。建立JCO成形的有限元模型,通过分析应力应变状态,获得板料成形过程中的回弹情况和形状演化规律。研究了X65钢的JCO成形过程,当成形道次为17时,通过理论解析获得了每一道次折弯角为16.3°。运用有限元模拟,分析板料成形压下量和回弹后折弯角的关系,通过对模拟结果进行线性拟合得到了理论解析式,得到了每一道次折弯角对应的压下量,试验和理论压下量对比,平均相对误差为6.45%,证明了该方法的可行性和精确性。     

一种鲁棒的机械臂动力学参数辨识方法

针对机械臂动力学参数在传统辨识方法下存在辨识精度不高且易受异常数据点影响的问题，提出一种鲁棒的机械臂动力学参数辨识方法。首先，采用牛顿-欧拉法建立机械臂动力学方程，推导得到机械臂动力学线性化重组模型，确定需要辨识的惯性参数最小集合；其次，设计激励轨迹，采用遗传算法优化激励轨迹参数；再次，采用Tent混沌映射对传统粒子群优化算法(PSO)的初始种群位置进行改进，自适应惯性权重和学习因子，同时设计残差权重策略来剔除辨识过程中的异常数据点；最后，采集数据进行参数辨识试验。辨识结果表明：所提方法增强了对异常数据点的鲁棒性，有效提高了辨识精度，与随机权重粒子群算法(RWPSO)相比，文中所提改进粒子群优化算法(IPSO)的残差均方根(RMS)平均减小了10.064 3%,相关系数ρ平均增大了0.827 3%。